[发明专利]一种钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物及其制备方法

说明书

本发明属于深井、超深井技术领域，公开了钻井液用封堵剂NVP‑DMAM共聚物及其制备方法。所述封堵剂由包含以下重量份数的原料制备得到：乙烯基吡咯烷酮(NVP)20～30份，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAM)30～40份，丙烯酰胺10～20份，乳化剂2～10份，溶剂油22～35份，引发剂1～5份。该封堵剂具有良好的抗温性能，单剂抗温120℃以上，加入钻井液体系也可抗温120℃以；具有良好的抗盐性能，单剂抗盐达14％以上；具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，应用更加广泛；具有良好的封堵降失水性能，在盐水中加入有很好的成膜降滤失作用。

技术领域

本发明属于深井、超深井技术领域，涉及钻井液用添加剂，具体涉及一种钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物及其制备方法。

背景技术

准噶尔盆地腹部和南缘的深井、超深井及大位移水平井的勘探。这些地区储层埋藏相对深、地层压力变化大、岩性复杂，所以钻探困难，成本高，时效低。在钻探过程中，钻井液面临的技术难题很多，如：井壁稳定、井漏、井眼净化、环境污染、高成本等。尤其是南缘山前构造，地质情况异常复杂，特别是安集海河组地层的强水敏泥页岩、超高压地层流体、高构造应力、高陡地层倾角以及上部巨厚砾石层、地质破碎带等引起的井壁失稳，造成该区钻井速度低，事故、复杂时率居高不下。

目前采用的水基钻井液存在井壁稳定性差、纳-微米孔隙和微裂缝封堵能力不足等，难以满足安全快速钻探要求。因此，有必要研发出一种环保型封堵材料。从提高水基钻井液的井壁稳定性、膜效率来增强井壁强化等方面入手，研究出实现深井超深井安全、高效、环保钻探的新型封堵材料。

发明内容

本发明提供的钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物，不仅能够吸附在粘土表面抑制其水化，还可以吸附在岩石表面自发聚合形成一层聚合物膜，起到封堵泥页岩微孔隙和微裂缝，降低次生裂缝发育以及钻井液压力传递的作用，阻止水/油进入、控制井壁失稳问题。本产品具有良好的封堵能力，在盐水中具有良好的成膜封堵降滤失作用。

所述钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物，其由包含以下重量份数的原料制备得到：乙烯基吡咯烷酮(NVP)20～30份，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAM)30～40份，丙烯酰胺10～20份，乳化剂2～10份，溶剂油22～35份，引发剂1～5份。

优选地，上述钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物，其由包含以下重量份数的原料制备得到：乙烯基吡咯烷酮(NVP)25～30份，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAM)30～35份，丙烯酰胺10～15份，乳化剂2～5份，溶剂油22～30份，引发剂1～3份。

其中，上述钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物中，所述溶剂油为有机溶剂，例如白油、乙二醇和乙醇中的至少一种。

其中，上述钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物中，所述乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类和司盘类中的至少一种；

优选地，所述山梨酸醇脂肪酸酯类乳化剂选自聚山梨醇酯-80或聚山梨醇酯-85，磷脂乳化剂选自磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺，司盘类乳化剂选自司盘80或司盘85。

其中，上述钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物中，所述引发剂由三种引发剂构成：强氧化剂类、强还原剂和偶氮类；

优选地，所述强氧化剂为过硫酸铵，强还原剂为亚硫酸氢钠，偶氮类为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。

本发明还提供上述钻井液用封堵剂NVP-DMAM共聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：

常温条件下，向反应釜中加入溶剂油，于搅拌条件下按配比缓慢加入NVP、DMAM、丙烯酰胺和乳化剂，搅拌30～60分钟，通入氮气除氧，然后将釜内物料升温至30～35℃，加入引发剂，待釜内物料升温至55～65℃后，反应4～5小时，即得到终产品。